《三國志》記載郭嘉是在討伐袁紹的路途中病死的，具體什麼疾病未見史料記載。他死的那年是建安12年。雖然歷史上記載郭嘉是死於水土不服，但是有學者認為在郭嘉死亡的背後有其它真相。

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曹操是一個攻與權謀鬥爭的人，而且他對於身邊的有功之臣，往往是毫不留情的。歷史上記載曹操曾設計殺害了謀士許悠，對於這件事雖然曹操計劃的很周密，但仍然沒有逃過聰明的郭嘉的眼睛，郭嘉知道這件事之後感到唇亡齒寒，曹操察覺到了郭嘉對自己有異心後便認定他不能再用郭嘉這個人，所以有學者認為曹操是在郭嘉前去討伐袁紹的途中設計殺害了郭嘉。

但是大多數學者認為郭嘉是在跟隨曹操北征烏桓的戰爭中病倒的，因為當時的烏桓氣候惡劣，所以身體一直不好的郭嘉可以說是致命的打擊。再加上郭嘉勞累過度，於是就在軍營中病倒了，不久就去世了。郭嘉去世以後，曹操悲痛異常，於是就將郭嘉的靈柩運回當時的許都埋葬，也就是現在的許昌市襄城縣。